一种直升机辅助着舰装置载荷计算方法及装置与流程

本发明属于综合强度领域，涉及一种直升机辅助着舰装置载荷计算方法及装置。

背景技术：

1、辅助着舰装置可辅助直升机快速系留和回收，通过快速捕捉固定直升机机腹下伸出的探杆实现系留。目前尚无公开的专利或论文介绍相关方法。

技术实现思路

1、本发明的目的：提供一种直升机辅助着舰装置载荷计算方法及装置，为强度计算提供设计依据。

2、技术方案：

3、一种直升机辅助着舰装置载荷计算方法，直升机在甲板停稳后，舰面装置对探杆下端进行固定，直升机受到的外载包括重力，舰船运动引起的惯性载荷和风载；支反力由轮胎和辅助着舰装置提供；所有摩擦力均由主机轮承担，尾机轮为转向轮不承担摩擦力；该方法包括：

4、对固定后的直升机进行受力分析，建立载荷的平衡方程；

5、依据载荷的平衡方程，求解直升机辅助着舰装置载荷。

6、建立载荷的平衡方程之前，所述方法还包括：

7、判断直升机是否存在倾覆的可能。

8、对固定后的直升机进行受力分析，建立载荷的平衡方程，包括：

9、直升机处于倾覆极限状态时，以一侧的主起落架垂向载荷为0，探杆对直升机有垂向载荷为条件，建立载荷的平衡方程；

10、求解平衡方程，得到探杆下端航向载荷fx接头、探杆下端侧向载荷fy接头、探杆下端垂向载荷fz接头；

11、载荷的平衡方程为：

12、fx＝0:fx接头+fx舰船+fx风＝0；

13、fy＝0:fy接头+fz左主起+fz右主起+fy舰船+fy风＝0；

14、fz＝0:fz接头+fz左主起+fz右主起+fz尾起+fz舰船+fz风＝0；

15、mx＝0:(y接头-y主起)fz接头+(y重心-y主起)(fz舰船+fz风)-(z重心-z主起)(fy舰船+fy风)+mx风+(y尾起-y主起)fz尾起＝0；

16、

17、

18、其中，直升机航向载荷fx包括fx接头，舰船运动导致的航向惯性载荷fx舰船和航向风载fx风；直升机侧向载荷fy包括fy接头，舰船运动导致的侧向惯性载荷fy舰船和侧向风载fy风，主起摩擦力fy主起，直升机垂向载荷fz包括fz接头，舰船运动导致的垂向惯性载荷fz舰船和垂向风载fz风，主起垂向载荷fz主起，尾起垂向载荷fz尾起；mx风，my风和mz风分别表示风载力矩在航向，侧向和垂向的分量，风载力矩作用点已转换到重心处；x接头和y接头分别表示辅助着舰探杆装置的航向坐标和侧向坐标；x主起，y主起和z主起分别表示受压侧主起的航向坐标、侧向坐标和垂向坐标；x尾起和y尾起分别表示尾起的航向坐标和侧向坐标；x重心，y重心和z重心分别表示重心的航向坐标、侧向坐标和垂向坐标；mx、my、mz为直升机航向、侧向、垂向的力矩。

19、对固定后的直升机进行受力分析，建立载荷的平衡方程，包括：

20、直升机无倾覆风险时，以左右两侧主起落架均承受垂向载荷，探杆对直升机无垂向载荷为条件，建立载荷的平衡方程；

21、求解平衡方程，得到探杆下端航向载荷fx接头、探杆下端侧向载荷fy接头、探杆下端垂向载荷fz接头；

22、fx＝0:fx接头+fx舰船+fx风＝0；

23、fy＝0:fy接头+fy主起+fy舰船+fy风＝0；

24、fz＝0:fz左主起+fz右主起+fz尾起+fz舰船+fz风＝0；

25、

26、

27、

28、fy左主起＝fy右主起＝fy主起/2；

29、其中，直升机航向载荷fx包括装置航向载荷fx接头，舰船运动导致的航向惯性载荷fx舰船和航向风载fx风；直升机侧向载荷fy包括装置侧向载荷fy接头，舰船运动导致的侧向惯性载荷fy舰船和侧向风载fy风，主起摩擦力fy主起；直升机垂向载荷fz包括舰船运动导致的垂向惯性载荷fz舰船和垂向风载fz风，左侧主起垂向载荷fz左主起，右侧主起垂向载荷fz右主起，尾起垂向载荷fz尾起。

30、一种直升机辅助着舰装置载荷计算装置，直升机在甲板停稳后，舰面装置对探杆下端进行固定，直升机受到的外载包括重力，舰船运动引起的惯性载荷和风载；支反力由轮胎和辅助着舰装置提供；所有摩擦力均由主机轮承担，尾机轮为转向轮不承担摩擦力；该装置包括：

31、建立模块，用于对固定后的直升机进行受力分析，建立载荷的平衡方程；

32、求解模块，用于依据载荷的平衡方程，求解直升机辅助着舰装置载荷。

33、所述装置还包括：

34、判断模块，用于判断直升机是否存在倾覆的可能。

35、建立模块具体用于：

36、直升机处于倾覆极限状态时，以一侧的主起落架垂向载荷为0，探杆对直升机有垂向载荷为条件，建立载荷的平衡方程；

37、求解平衡方程，得到探杆下端航向载荷fx接头、探杆下端侧向载荷fy接头、探杆下端垂向载荷fz接头；

38、载荷的平衡方程为：

39、fx＝0:fx接头+fx舰船+fx风＝0；

40、fy＝0:fy接头+fz左主起+fz右主起+fy舰船+fy风＝0；

41、fz＝0:fz接头+fz左主起+fz右主起+fz尾起+fz舰船+fz风＝0；

42、

43、

44、

45、其中，直升机航向载荷fx包括fx接头，舰船运动导致的航向惯性载荷fx舰船和航向风载fx风；直升机侧向载荷fy包括fy接头，舰船运动导致的侧向惯性载荷fy舰船和侧向风载fy风，主起摩擦力fy主起，直升机垂向载荷fz包括fz接头，舰船运动导致的垂向惯性载荷fz舰船和垂向风载fz风，主起垂向载荷fz主起，尾起垂向载荷fz尾起；mx风，my风和mz风分别表示风载力矩在航向，侧向和垂向的分量，风载力矩作用点已转换到重心处；x接头和y接头分别表示辅助着舰探杆装置的航向坐标和侧向坐标；x主起，y主起和z主起分别表示受压侧主起的航向坐标、侧向坐标和垂向坐标；x尾起和y尾起分别表示尾起的航向坐标和侧向坐标；x重心，y重心和z重心分别表示重心的航向坐标、侧向坐标和垂向坐标；mx、my、mz为直升机航向、侧向、垂向的力矩。

46、建立模块还用于：

47、直升机无倾覆风险时，以左右两侧主起落架均承受垂向载荷，探杆对直升机无垂向载荷为条件，建立载荷的平衡方程；

48、求解平衡方程，得到探杆下端航向载荷fx接头、探杆下端侧向载荷fy接头、探杆下端垂向载荷fz接头；

49、fx＝0:fx接头+fx舰船+fx风＝0；

50、fy＝0:fy接头+fy主起+fy舰船+fy风＝0；

51、fz＝0:fz左主起+fz右主起+fz尾起+fz舰船+fz风＝0；

52、

53、

54、

55、fy左主起＝fy右主起＝fy主起/2；

56、其中，直升机航向载荷fx包括装置航向载荷fx接头，舰船运动导致的航向惯性载荷fx舰船和航向风载fx风；直升机侧向载荷fy包括装置侧向载荷fy接头，舰船运动导致的侧向惯性载荷fy舰船和侧向风载fy风，主起摩擦力fy主起；直升机垂向载荷fz包括舰船运动导致的垂向惯性载荷fz舰船和垂向风载fz风，左侧主起垂向载荷fz左主起，右侧主起垂向载荷fz右主起，尾起垂向载荷fz尾起。

57、本发明的有益效果：本方法可准确计算直升机辅助着舰装置载荷，可以为直升机强度设计提供输入。